(57)【要約】【目的】  簡易な制御手段により、高段側圧縮機の高低圧力差が過大となることによる圧縮機の耐久性、信頼性の低下を回避した２段圧縮式ロータリ圧縮機を提供すること。【構成】  低段側圧縮要素４０からの吐出ガスを高段側圧縮要素２０に吸入させるようにした回転式圧縮機構部１０と、回転式圧縮機構部１０を駆動する電動機３と、電動機３及び回転式圧縮機構部１０を収納し中間圧力形密閉容器２と、回転式圧縮機構部１０を構成するハウジング内に収納された圧力制御弁７０とを備える。また、圧力制御弁７０は、低段側圧縮要素４０の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、密閉容器２内のガス冷媒を高段側圧縮要素２０のシリンダ２１内に導入し、低段側圧縮要素４０の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに、密閉容器２内のガス冷媒のシリンダ２１内への導入を遮断するように構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低段側圧縮要素及び高段側圧縮要素からなり、低段側圧縮要素からの吐出ガスを高段側圧縮要素に吸入させるようにした回転式圧縮機構部と、回転式圧縮機構部を駆動する電動機と、電動機及び回転式圧縮機構部を収納し、内部が低段側圧縮要素の吐出ガス冷媒により満たされる密閉容器と、回転式圧縮機構部を構成するハウジング内に収納された圧力制御弁とを備え、この圧力制御弁は、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、密閉容器内のガス冷媒を高段側圧縮要素のシリンダ内に導入し、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに前記密閉容器内のガス冷媒のシリンダ内への導入を遮断するように構成されてなることを特徴とする２段圧縮式ロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記圧力制御弁は、ピストンとピストンを摺動自在に収納するシリンダとを備え、さらに、前記ピストンには低圧側圧力及びスプリングの弾性力の合力と密閉容器内のガス冷媒圧力とを対向的に作用させ、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、前記合力によりピストンをシリンダ内の一方向に移動させて密閉容器内のガス冷媒を高段側圧縮要素のシリンダ内に導入可能とし、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに、前記合力に抗して密閉容器内のガス冷媒圧力によりピストンを他方向側に移動させて前記密閉容器内のガス冷媒のシリンダ内への導入を遮断するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の２段圧縮式ロータリ圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の２段圧縮式ロータリ圧縮機から構成されるとともにとともに冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とするカーエアコン。
【請求項４】
請求項１又は２記載の２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いるとともに冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とするヒートポンプ式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低段側圧縮要素から吐出されたガス冷媒を高段側圧縮要素に吸引して圧縮する回転式圧縮機構部を備えた２段圧縮式ロータリ圧縮機並びにこれを用いたカーエアコン及びヒートポンプ式給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の２段圧縮式ロータリ圧縮機、特に、圧縮要素等を内蔵した密閉容器内に低段側圧縮用の吐出ガスを充満させるように構成した中間圧力ドーム型の２段圧縮式ロータリ圧縮機では、次のように構成されていた。すなわち、低段側圧縮要素では、吸入ポートからガス冷媒をシリンダに吸入し、ローラとベーンの動作により中間圧力まで圧縮する１段目の圧縮を行い、この中間圧力の吐出ガス冷媒を吐出ポート及び吐出消音室を経て密閉容器内に吐出していた。また、高段側圧縮要素では、密閉容器内の中間圧力のガス冷媒を吸入ポートからシリンダに吸入し、ローラとベーンの動作により高圧側圧力まで圧縮する２段目の圧縮を行い、高温高圧のガス冷媒として吐出ポート及び吐出消音室等を経て吐出管から外部の冷媒回路内へ吐出していた。
【０００３】
また、低段側圧縮要素及び高段側圧縮要素の吐出消音室には、シリンダ内で圧縮されて、吐出消音室に吐出された冷媒の逆流を防ぐための吐出弁が設けられており、この吐出弁により吐出ポートが開閉自在に閉塞されていた。
【特許文献１】特開２００３−７４９９７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、高低圧差の大きい冷媒、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）を用いた２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いたヒートポンプ式冷凍装置（例えば、ヒートポンプ式給湯装置）の場合、１段目（低段側）の吸気容積と２段目（高段側）の吸気容積とが一定でその割合が概略２：１の場合、１段目の圧縮比はほぼ２となり、一般的には、図９のような特性を示す。このような装置では、外気温度＋１０℃以上の領域において、高段側圧縮要素の吐出圧力（すなわち、高圧側圧力）ＨＰは略１２ＭＰａＧ以上、高段側圧縮要素の吸入圧力、すなわち低段側圧縮要素の吐出圧力は、中間圧力ＭＰであって８ＭＰａＧ以上であり、低段側圧縮要素の吸入圧力（すなわち低圧側圧力）ＬＰは４ＭＰａＧ以上となっていた。したがって、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用いた２段圧縮式ロータリ圧縮機における高段側圧縮要素の高低圧力差（高段側圧縮要素の吐出圧力ＨＰと高段側圧縮要素の吸入圧力ＭＰの差）は４ＭＰａＧとなり、低段側、高段側とも同等な圧力差なる。しかし、この種２段圧縮式ロータリ圧縮機では、圧縮比がほぼ一定のため、外気温度が低くなる程低段側圧縮要素の吐出圧力ＭＰがより一層低くなるため、高段側圧縮要素の高低圧力差がさらに大きくなっていた。
【０００５】
また、高段側圧縮要素の高低圧力差が大きくなると、高段側圧縮要素の吐出ポートを開閉する吐出弁の内外における圧力差が過大となり、吐出弁が破損してしまうなど、高段側圧縮要素における構成部品の耐久性及び信頼性が低下するという問題があった。
【０００６】
このような問題に対し、従来より高温の給湯を可能とするために二酸化炭素を冷媒とし、２段圧縮式ロータリ圧縮機を応用したヒートポンプ式給湯装置が用いられている。この従来の２段圧縮式ロータリ圧縮機を利用したヒートポンプ式給湯装置では、例えば、給湯運転時に、高圧側熱交換器で冷却された高圧ガス冷媒を低段側圧縮要素の吐出側にバイパスするバイパス回路を設け、このバイパス回路中に電磁開閉弁及びキャピラリーチューブ、３方弁などを設けていた。そして、圧力検知手段により、高圧側圧力ＨＰと中間圧力ＭＰとの圧力差が大きくなったことを検知したときに、電磁開閉弁を開放し、高圧ガスを低段側圧縮要素の吐出側にバイパスすることにより、低段側の吸気容積と高段側の吸気容積の割合を変化させて中間圧力を上昇させるように構成していた。
【０００７】
しかしながら、上記従来技術のものでは、圧力検知手段、バイパス回路、電磁開閉弁などを冷媒回路に必要としていたため、冷媒回路が煩雑になり、冷凍装置応用製品である給湯装置が大型化し、コスト上昇の原因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、簡易な制御手段により、高段側圧縮機の高低圧力差が過大となることによる圧縮機の耐久性、信頼性の低下を回避した２段圧縮式ロータリ圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するものであって、低段側圧縮要素及び高段側圧縮要素からなり、低段側圧縮要素からの吐出ガスを高段側圧縮要素に吸入させるようにした回転式圧縮機構部と、回転式圧縮機構部を駆動する電動機と、電動機及び回転式圧縮機構部を収納し、内部が低段側圧縮要素の吐出ガス冷媒により満たされる密閉容器と、回転式圧縮機構部を構成するハウジング内に収納された圧力制御弁とを備え、この圧力制御弁は、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、密閉容器内のガス冷媒を高段側圧縮要素のシリンダ内に導入し、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに前記密閉容器内のガス冷媒のシリンダ内への導入を遮断するように構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、前記圧力制御弁は、ピストンとピストンを摺動自在に収納するシリンダとを備え、さらに、前記ピストンには低圧側圧力及びスプリングの弾性力の合力と密閉容器内のガス冷媒圧力とを対向的に作用させ、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、前記合力によりピストンをシリンダ内の一方向に移動させて密閉容器内のガス冷媒を高段側圧縮要素のシリンダ内に導入可能とし、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに、前記合力に抗して密閉容器内のガス冷媒圧力によりピストンを他方向側に移動させて前記密閉容器内のガス冷媒のシリンダ内への導入を遮断するように構成されてなるものとしてもよい。
【００１１】
また、本発明に係るカーエアコンは、上記２段圧縮式ロータリ圧縮機から構成されるとともにとともに冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るヒートポンプ式給湯装置は、上記２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いるとともに冷媒として炭酸ガスを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る２段圧縮式ロータリ圧縮機は、密閉容器内を圧力を中間圧とすることで、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、密閉容器内のガス冷媒を高段側圧縮要素のシリンダ内に導入し、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに前記密閉容器内のガス冷媒のシリンダ内への導入を遮断する圧力制御弁を、回転式圧縮機構部を構成するハウジング内に収納しているので、この２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いた冷凍装置では、従来のようにバイパス回路や、電磁開閉弁や、圧力検知装置を必要とせず、この２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いた冷凍装置を簡略化及び小型化することができる。なお、上記構成において電動機を回転制御可能とすれば能力調整を行うことも可能となる。
【００１４】
また、この圧力制御弁をピストンとピストンを摺動自在に収納するシリンダとを備えた構成とするとともに、前記ピストンには低圧側圧力及びスプリングの弾性力の合力と密閉容器内のガス冷媒圧力とを対向的に作用させ、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、前記合力によりピストンをシリンダ内の一方向に移動させて密閉容器内のガス冷媒を高段側圧縮要素のシリンダ内に導入可能とし、低段側圧縮要素の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに、前記合力に抗して密閉容器内のガス冷媒圧力によりピストンを他方向側に移動させて前記密閉容器内のガス冷媒のシリンダ内への導入を遮断するように，圧力制御弁を構成すると、圧力制御弁の駆動機構としてはスプリングを用いるだけであるので、圧力制御弁の構造を簡素化することができる。
【００１５】
また、本発明に係るカーエアコンは、冷媒ガスとして炭酸ガスを用いるとともに、上述の２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いているので、広範囲の外気温度の変化に耐えて暖房運転を可能とする。
【００１６】
また、本発明に係る給湯エアオンは、冷媒ガスとして炭酸ガスを用いるとともに、上述の２段圧縮式ロータリ圧縮機を用いているので、高温の給湯を可能とするとともに、広範囲の外気温度の変化に耐えて給湯運転を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図１〜図８に基づき本発明の実施例を詳述する。図１は本発明を具体化した２段圧縮式ロータリ圧縮機、すなわち、高段側圧縮要素及び低段側圧縮要素を備えた中間圧力ドーム型の２段圧縮式ロータリ圧縮機の縦断面図を示している。
【００１８】
本実施例に係る２段圧縮式ロータリ圧縮機１は、図１に示すように、鋼板からなる円筒状の密閉容器２、この密閉容器２の内部空間の上側に配置された電動機３、電動機３の下側に配置され、回転式圧縮機構部１０、回転式圧縮機構部１０を構成するハウジング内に収納されている圧力制御弁７０などから構成されている。
【００１９】
密閉容器２は、電動機３の回転式圧縮機構部１０を収納する容器本体２ａと、この容器本体２ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）２ｂとで構成され、底部をオイル溜めとしている。また、エンドキャップ２ｂの上面中心には円形の取付孔２ｄが形成されており、この取付孔２ｄには、電動機３に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）５が取り付けられている。
【００２０】
電動機３は、密閉容器２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ６と、ステータ６の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ７とからなるものであって、回転数制御可能に構成されている。
【００２１】
ステータ６は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体６ａと、この積層体６ａの歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル６ｂを有している。また、ロータ７もステータ６と同様に電磁鋼板の積層体７ａで形成され、この積層体７ａ内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。そして、ロータ７は、電動機３の中心を通り鉛直方向に延びる回転軸４に固定されている。
【００２２】
回転式圧縮機構部１０は、電動機３の回転軸４により駆動される高段側圧縮要素２０及び低段側圧縮要素４０からなる。前記高段側圧縮要素２０及び低段側圧縮要素４０は、中間仕切板６０、中間仕切板６０の上下に配置された上下シリンダ２１、４１、この上下シリンダ２１、４１内を１８０度の位相差を有して回転軸４に設けた上下偏心部２２、４２、この上下偏心部２２、４２に嵌合されて偏心回転する上下ローラ２３、４３（図４、図５参照）、この上下ローラ２３、４３に当接して上下シリンダ２１、４１内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する上下ベーン２４、４４（図４、図５参照）、上シリンダ２１の上側の開口面及び下シリンダ４１の下側の開口面を閉塞して回転軸４の軸受を兼用する支持部材としての上下支持部材２５、４５などから構成されている。
なお、中間仕切板６０、シリンダ２１、シリンダ４１、上支持部材２５及び下支持部材４５は、本発明にいう回転式圧縮機構部１０のハウジングを構成する。
【００２３】
上下支持部材２５、４５には、吸入ポート２６、４６（図４、図５参照）と上下シリンダ２１、４１の内部とをそれぞれ連通する吸入通路２６ａ、４６ａと、凹陥した吐出消音室２７、４７とが形成されている。なお、吐出消音室２７、４７は、吐出ポート２９、４９に連通している。また、これら両吐出消音室２７、４７の開口部はそれぞれカバーにより閉塞されている。すなわち、吐出消音室２７は上カバー２８にて閉塞され、吐出消音室４７は下カバー４８にて閉塞されている。
【００２４】
また、上支持部材２５の中央には上軸受２４ａが起立形成され、下支持部材４５の中央には下軸受４４ａが貫通形成されている。そして、前述の回転軸４が上支持部材２５の上軸受２４ａと下支持部材４５の下軸受４４ａとにより支持されている。
【００２５】
また、上カバー２８は、吐出消音室２７の上面開口部を閉塞することにより、密閉容器２内を吐出消音室２７側と電動機３側とに仕切っている。上カバー２８は、図３に示すように、前記上支持部材２５の上軸受２４ａが貫通する孔が形成された略ドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部が主ボルト６７により、上から上支持部材２５に固定されている。主ボルト６７の先端は下支持部材４５に螺合している。なお、上支持部材２５の上部には、図３に示すように、吐出消音室２７内に位置する状態で、吐出ポート２９を開閉する高段側圧縮要素２０の吐出弁３０が設けられている。
【００２６】
下カバー４８は、ドーナッツ状の円形鋼板から構成され、周辺部の主ボルト６５によって下から下支持部材４５に固定されている。なお、主ボルト６５の先端は上支持部材２５に螺合している。
下支持部材４５の下面には、図２に示すように、吐出消音室４７内に位置する状態で、吐出ポート４９を開閉する低段側圧縮要素４０の吐出弁５０が設けられている。
【００２７】
吐出弁３０、５０は、縦長金属板などの弾性部材にて構成されている。また、吐出弁３０、５０は、一端側において図示しないネジで固定され、他端側において吐出ポート２９、４９に弾性的に当接して閉鎖するように、上支持部材２５又は下支持部材４５にねじ止めされている。
【００２８】
また、吐出消音室４７と密閉容器２内における上カバー２８の電動機３側とは、上下シリンダ２１、４１や中間仕切板６０を貫通する孔である図示しない連通路にて連通されている。そして、この図示しない連通路の上端には中間吐出管６６が立設されており、この中間吐出管６６から密閉容器２内に中間圧力の冷媒が吐出されるように構成されている。
【００２９】
低段側圧縮要素４０の吸入配管５１は、図１に示すように、下支持部材４５の吸入通路４６ａに連通して取り付けられている。また、高段側圧縮要素２０の吸入配管３１は、図示しないが一端において上カバー２８上側の密閉容器２内に連通され、他端において高段側圧縮要素２０の吸入通路２６ａに連通している。また、高段側圧縮要素の吐出配管３２は、高段側圧縮要素２０の吐出消音室２７から取り出されるように取り付けられている。
【００３０】
圧力制御弁７０は、前述の中間仕切板６０、シリンダ２１、シリンダ４１、上支持部材２５、下支持部材４５などからなる回転式圧縮機構部１０のハウジング中に設けられている。この圧力制御弁７０は、シリンダ７１、上下２個のピストン７２、７３、ロッド７４、連通路７６、７７、７８などから構成されている。
シリンダ７１は、図１、図６及び図７から理解できるように、回転式圧縮機構部１０の下シリンダ４１から上支持部材２５の上面に貫通し、上面が密閉容器２内に開口されている。ピストン７２、７３は、シリンダ７１内に摺動自在に収納され、上ピストンの上面にはシリンダ上面の開口部（図３参照）から導入される密閉容器内のガス冷媒による中間圧力が作用するように構成されている。スプリング７５は、下ピストン７３の下方に配置され、ピストン７３の下方から上方に所定の力で押し上げるように設定されている。連通路７６は、シリンダ７１内のスプリング７５の配置部を低段側圧縮要素４０の吸入通路４６ａに連通されている。
【００３１】
このように構成されていることにより、ピストン７２、７３に対し、下方からはスプリング７５の弾性力及び低段側圧縮要素側４０の吸入冷媒による低圧圧力の合力が作用し、上方からは密閉容器２内のガス冷媒による中間圧力が作用するように構成されている。そして、スプリング７５は、中間圧力が所定圧力に低下したときにピストン７２、７３を上方所定位置に押し上げ、中間圧力が所定圧力を超えて上昇するときにピストン７２、７３を下方所定位置に押し上げるように弾性力が設定されている。
【００３２】
連通路７７は、図６及び図７に示すように、ピストン７３、７４が所定上方位置に移動したときに密閉容器２内とシリンダ７１内の両ピストン７３、７４間部分とを連通し、ピストン７３、７４が所定下方位置に移動したときに、シリンダ７１内における上ピストン７２の上面位置に開口するように形成されている。
【００３３】
連通路７８は、図６及び図７に示すように、ピストン７３、７４が所定上方位置に移動したときに、高段側圧縮要素２０のシリンダ内圧縮室２１ａとシリンダ７１内の両ピストン７３、７４間部分とを連通し、ピストン７３、７４が下方所定位置に移動したときに、上ピストン７２の側面によりシリンダ７１内への開口部が閉鎖されるように形成されている。
【００３４】
例えば、２段圧縮式ロータリ圧縮機１がヒートポンプ式給湯装置に用いられており、２段圧縮式ロータリ圧縮機１が図８に示す圧力特性線図を示すものとする。この場合、外気温度が−１０℃のとき、２段圧縮式ロータリ圧縮機１においては、中間圧力が略５ＭＰａＧ、吐出圧力が略１２ＭＰａＧ、低圧圧力が２ＭＰａＧとなり、ピストン７２、７３が上方所定位置に移動してパワーセーブ運転されるように、スプリング７５の弾性力が設定される。
【００３５】
また、連通路７８の圧縮室２１ａへの開口位置は、図５に示すように、低段側圧縮要素４０における圧縮室２１ａ内における吸入ポート２６から吐出ポート２９に至る適宜の位置に設定される。なお、この位置により後述するパワーセーブ運転時における高段側圧縮要素における圧縮冷媒量が設定される。
【００３６】
また、この２段圧縮式ロータリ圧縮機１において、冷媒としては、地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して、自然冷媒である前記二酸化炭素（ＣＯ２）が使用されている。また、潤滑油としては、鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等の既存のものが使用されている。
【００３７】
以上のように構成された本実施例に係る２段圧縮式ロータリ圧縮機１の動作を説明する。先ず基本的な運転態様について説明する。
ターミナル５及び図示されない配線を介して電動機３のステータコイル６ｂに通電される。ステータコイル６ｂに通電されると、電動機３が起動してロータ７が回転する。ロータ７の回転により回転軸４と一体に設けられた高段側圧縮要素２０及び低段側圧縮要素４０における上下偏心部２２、４２が回転し、上下偏心部２２、４２に嵌合されている上下ローラ２３、４３が上下シリンダ２１、４１内を偏心回転する。
【００３８】
これにより、低段側圧縮要素４０においては、外部に接続されている冷媒回路内の冷媒が吸入配管５１及び下支持部材４５に形成された吸入通路４６ａを経由し、さらに、図４の下シリンダ４１の下面図に示す吸入ポート４６を経由して下シリンダ４１の圧縮室４１ａにおける低圧室側に吸入される。圧縮室４１ａに吸入された低圧（ＬＰ）冷媒は、下ローラ４３と下ベーン４４の動作により圧縮されて中間圧力（ＭＰ）となり下シリンダ４１の高圧室側より吐出ポート４９、下支持部材４５に形成された吐出消音室４７に吐出される。
吐出消音室４７に吐出された中間圧力のガス冷媒は、図示しない連通路を経て中間吐出管６６から密閉容器２内に吐出される。これにより密閉容器２内は中間圧力となる。
【００３９】
密閉容器２内の中間圧力のガス冷媒は、吸入配管３１を通って高段側圧縮要素２０に吸入されて、２段目の圧縮作用が行われる。すなわち、中間圧力のガス冷媒は、上支持部材２５に形成された吸入通路２６ａを経由し、図５の上シリンダ２１の上面図に示す吸入ポート２６から上シリンダ２１の圧縮室２１ａにおける低圧室側に吸入される。吸入された中間圧力のガス冷媒は、上ローラ２３と上ベーン２４の動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧（ＨＰ）のガス冷媒となり、高圧室側から吐出ポート２９を通って吐出される。高段側圧縮要素２０における吐出冷媒は、上支持部材２５に形成された吐出消音室２７から吐出配管３２を介して２段圧縮式ロータリ圧縮機１の外部に設けられた図示しない冷媒回路内を循環して再び低段側圧縮要素４０側に吸入される。
【００４０】
本実施例に係る２段圧縮式ロータリ圧縮機１は、ヒートポンプ式給湯装置に利用され、給湯運転時において図８に例示される運転特性を有する場合には、外気温度が−１０℃を超えている場合に上記基本的な運転態様で運転が行われる。図８の運転特性では、外気温度が−１０℃以上の場合、高圧側圧力ＨＰが１２ＭＰａＧ以上、中間圧力ＭＰが５ＭＰａＧ以上、低圧側圧力ＬＰが４ＭＰａＧ以上となり、高段側圧縮要素２０の高低圧力差が７ＭＰａＧ以下となる。そこで、２段圧縮式ロータリ圧縮機１では、中間圧力が所定値（この場合５ＭＰａＧ）以上の場合に、ピストン７２、７３に対し上方から下方に作用する密閉容器２内の中間圧力（ＭＰ）がピストン７２、７３に対し下方から上方に作用するスプリング７５の弾性力と連通路７６から導かれる低圧側圧力との合力よりも大きくなるように設定されている。
このように設定されていることにより、２段圧縮式ロータリ圧縮機１は、外気温度が−１０℃以上（すなわち、中間圧力が５ＭＰａＧ以上）の場合に、ピストン７２、７３が下方所定位置に位置することになり、連通路７８が閉鎖される。したがって、この状態では、密閉容器２内と高段側圧縮要素２０における圧縮室２１ａ内とが連通路７７及び連通路７８を介して直接連通されることがなく上記の基本的態様の運転が行われる。
【００４１】
ところが、外気温度が−１０℃以下（すなわち、中間圧力が５ＭＰａＧ以下）になると、ピストン７３の下面に作用する前述の合力がピストン７２の上面に作用する密閉容器２の中間圧力より大きくなり、ピストン７２、７３が上方所定位置に移動する。この結果、密閉容器２内と高段側圧縮要素２０の圧縮室２１ａとが連通路７７、シリンダ７１及び連通路７８を介し直接連通される。
【００４２】
したがって、高段側圧縮要素２０においては、上ローラ２３とシリンダ２１との接触点が吸入ポート２６を超えても連通路７８の開口部７８ａ（図５参照）を超えるまでは、接触点の回転前方側で圧縮作用が行われないことになる。これは、シリンダボリュウームを実質的に減少させること意味する。したがって、高段側圧縮要素２０における吸気量が減少し、中間圧力が図８における従来の点線に対し上方の実線に移動する。これにより、高段側圧縮要素２０における高低圧力差を従来の特性より減少させることができる。これをパワーセーブ運転と称する。
【００４３】
本実施例に係る２段圧縮式ロータリ圧縮機は、以上の如く、パワーセーブ運転を行うための圧力制御弁７０が回転式圧縮機構部１０を構成するハウジング内に収納されているので、２段圧縮式ロータリ圧縮機１を用いた冷凍装置では、従来のように冷媒回路注にバイパス回路や、電磁開閉弁や、圧力検知装置を必要とせず、装置が簡略化される。
【００４４】
また、この圧力制御弁７０は、シリンダ７１内に摺動自在に収納されるピストン７２、７３に対し、スプリング７５の弾性力及び低圧側圧力の合力と密閉容器２内のガス冷媒圧力とを対向的に作用させ、低段側圧縮要素４０の吐出圧力が所定値以下に低下したときに、中間圧力に抗して前記合力によりピストン７２、７３をシリンダ７１内の一方向（この場合上方所定位置）に移動させて密閉容器２内のガス冷媒を高段側圧縮要素２０のシリンダ２１内に導入可能とし、低段側圧縮要素４０の吐出圧力が所定値を超えて上昇したときに、前記合力に抗して密閉容器２内のガス冷媒によりピストン７２、７３を他方向側（この場合下方所定位置）に移動させて密閉容器２内のガス冷媒がシリンダ２１内へ導入されるのを遮断するように構成されているので、駆動機構としてはスプリング７５が用いられるだけであり、圧力調整手段の構造を簡素化することができる。
なお、本実施例においては、電動機３が回転数制御可能に構成されているので、この電動機３の回転数を制御することにより２段圧縮式ロータリ圧縮機１の能力を制御することができる。また、このように電動機３の回転数を制御して圧縮能力を制御すると中間圧力も変化するが、このような場合にも前述の圧力制御弁７０が作動し、中間圧力を調整することができる。
【００４５】
したがって、本実施例の２段圧縮式ロータリ圧縮機１をカークーラやヒートポンプ式給湯装置に用いた場合には広範囲に変化する外気温度の下で安全に運転することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例に係る２段圧縮式ロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図２】同２段圧縮式ロータリ圧縮機の下支持部材の下面図である。
【図３】同２段圧縮式ロータリ圧縮機の上支持部材及び上カバーの上面図である。
【図４】同２段圧縮式ロータリ圧縮機の下シリンダの下面図である。
【図５】同２段圧縮式ロータリ圧縮機の上シリンダの上面図である。
【図６】同２段圧縮式ロータリ圧縮機における圧力制御弁の模式構造図であり、中間圧力が所定値より低いときの状態を示す。
【図７】同２段圧縮式ロータリ圧縮機における圧力制御弁の模式構造図であり、中間圧力が所定値を超えたときの状態を示す。
【図８】同２段圧縮式ロータリ圧縮機の圧力制御弁による中間圧力制御の説明図である。
【図９】２段圧縮式ロータリ圧縮機をヒートポンプ式給湯装置に応用した場合における外気温度と高圧・低圧・中間圧力との関係を示す一般特性線図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ２段圧縮式ロータリ圧縮機
２  密閉容器
３  電動機
１０  回転式圧縮機構部
２０  高段側圧縮要素
２１  上シリンダ
２１ａ  圧縮室
４０  低段側圧縮要素
４６  吸入ポート
４６ａ  吸入通路
７０  圧力制御弁
７１  シリンダ
７３  上ピストン
７３  下ピストン
７４  ロッド
７５  スプリング
７６  連通路
７７  連通路
７８  連通路
７８ａ  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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